Book/Report

FZJ-2019-01241

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Molekulargenetische Untersuchungen der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase aus Zymomonas mobilis

Wiegert, T. (Corresponding author)FZJ*

1995
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21543

Report No.: Juel-3149

Abstract: Das Gram-negative, obligat fennentative Bakterium $\textit{Zymomonas mobilis}$ besitzt mit der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase ein ungewöhnliches periplasmatisches Enzym mit NADP(H) als fest gebundenem Kofaktor, welches die Oxidation von Glukose zu Glukonolacton und die Reduktion von Fruktose zu Sorbit katalysiert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, neben der physiologischen Funktion, den Export und die Kofaktorbindestelle der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase zu untersuchen.- Mit Hilfe einer Glukose-Fruktose Oxidoreduktase Defektmutante wurde bewiesen, daß die physiologische Funktion der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase die Bildung von Sorbit als osmoprotektive Substanz bei Wachstum auf hohen Saccharose bzw. Glukose/Fruktose Konzentrationen ist. Anhand einer cytoplasmatischen Signalsequenz-Mutante der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase konnte festgestellt werden, daß die periplasmatische Lokalisierung der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase zur effizienten Sorbitbildung notwendig ist. - Untersuchungen zum Export der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase ergaben, daß die Translokationins Periplasma über den Sec-Weg erfolgt. Die Signalsequenz der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase konnte am Aminotenninus um 19 Aminosäuren verkürzt bzw. durch die Signalsequenz der Glukonolactonase ersetzt werden, ohne die Prozessierung und damit den Export der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase signifikant zu beeinflussen. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß die ungewöhnliche Länge der Signalsequenz von 52 Aminosäuren keine spezifische Funktion beim Protein-/Kofaktorexport der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase. besitzt. Mutanten mit Deletionen innerhalb der Signalsequenz zeigten, daß die GlukoseFruktoseOxidoreduktase bereits im Cytoplasma NADP(H) fest binden und enzymatische Aktivität entwickeln kann. - Unter Verwendung starker Promotoren konnte in $\textit{E. Coli}$ eine Expression des Gens der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase bis zu einer Aktivität von 2 U/mg Gesamtzellprotein erreicht werden. Das Enzym wurde in $\textit{E. Coli}$ jedoch nicht ins Periplasma exportiert, da vermutlich die Signalsequenz mit dem $\textit{E. Coli}$ Translokationsapparat inkompatibel ist. Bei einem Austausch der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase-Signalsequenz gegen die Signalsequenzen des OmpA-Proteins und der alkalischen Phosphatase aus $\textit{E. Coli}$ und der Glukonolactonase aus $\textit{Z. mobilis}$ kam es zu einem Export der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase in $\textit{E. Coli}$. Dieexportierte Fonn der Glukose-Fruktose Oxidoreduktase war im Periplasma von $\textit{E. Coli}$ jedoch nicht stabil und wurde proteolytisch abgebaut. Vermutlich fehlt $\textit{E. Coli}$ ein Faktor zum Export des NADP(H), sodaß in Abwesenheit des NADP(H) eine stabile Faltung des Enzyms nicht möglich ist. [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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